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Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad

PROCESAMIENTO DE CARBÓN

30 DE ABRIL DE 2007 1

GRUPO DEL BANCO MUNDIAL

Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad para el procesamiento de carbón

Introducción

Las Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad son

documentos de referencia técnica que contienen ejemplos

generales y específicos de la práctica internacional

recomendada para la industria en cuestión1.Cuando uno o más

miembros del Grupo del Banco Mundial participan en un

proyecto, estas Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad

se aplican con arreglo a los requisitos de sus respectivas

políticas y normas. Las presentes Guías sobre medio ambiente,

salud y seguridad para este sector de la industria deben usarse

junto con el documento que contiene las Guías generales

sobre medio ambiente, salud y seguridad, en el que se

ofrece orientación a los usuarios respecto de cuestiones

generales sobre la materia que pueden aplicarse

potencialmente a todos los sectores industriales. Los proyectos

más complejos podrían requerir el uso de múltiples guías para

distintos sectores de la industria. Para una lista completa de

guías sobre los distintos sectores de la industria, visitar:

http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/En

vironmentalGuidelines

1 Definida como el ejercicio de la aptitud profesional, la diligencia, la prudencia y la previsión que podrían esperarse razonablemente de profesionales idóneos y con experiencia que realizan el mismo tipo de actividades en circunstancias iguales o semejantes en el ámbito mundial. Las circunstancias que los profesionales idóneos y con experiencia pueden encontrar al evaluar el amplio espectro de técnicas de prevención y control de la contaminación a disposición de un proyecto pueden incluir, sin que la mención sea limitativa, diversos grados de degradación ambiental y de capacidad de asimilación del medio ambiente, así como diversos niveles de factibilidad financiera y técnica.

Las Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad contienen

los niveles y los indicadores de desempeño que generalmente

pueden lograrse en instalaciones nuevas, con la tecnología

existente y a costos razonables. En lo que respecta a la

posibilidad de aplicar estas guías a instalaciones ya existentes,

podría ser necesario establecer metas específicas del lugar así

como un calendario adecuado para alcanzarlas. La aplicación

de las guías debe adaptarse a los peligros y riesgos

establecidos para cada proyecto sobre la base de los

resultados de una evaluación ambiental en la que se tengan en

cuenta las variables específicas del emplazamiento, tales

como las circunstancias del país receptor, la capacidad de

asimilación del medio ambiente y otros factores relativos al

proyecto. La decisión de aplicar recomendaciones técnicas

específicas debe basarse en la opinión profesional de

personas idóneas y con experiencia. En los casos en que el

país receptor tenga reglamentaciones diferentes a los niveles e

indicadores presentados en las guías, los proyectos deben

alcanzar los que sean más rigurosos. Cuando, en vista de las

circunstancias específicas de cada proyecto, se considere

necesario aplicar medidas o niveles menos exigentes que

aquellos proporcionados por estas Guías sobre medio

ambiente, salud y seguridad, será necesario aportar una

justificación exhaustiva y detallada de las alternativas

propuestas como parte de la evaluación ambiental en un sector

concreto. Esta justificación debería demostrar que los niveles

de desempeño escogidos garantizan la protección de la salud

y el medio ambiente.

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http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EnvironmentalGuidelines

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Aplicabilidad

Las Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad para el

procesamiento del carbón cubren el procesamiento del carbón

destinado a transformarlo en químicos gaseosos o líquidos,

incluidos los combustibles. Son aplicables a la producción de

gas sintético (SynGas) mediante distintos procesos de

gasificación y su transformación posterior en hidrocarburos

líquidos (síntesis de Fischer-Tropsch), metanol o productos

líquidos oxigenados, así como a la hidrogenación directa del

carbón para obtener hidrocarburos líquidos.

Este documento está dividido en las siguientes secciones:

Sección 1.0: Manejo e impactos específicos de la industria Sección 2.0: Indicadores y seguimiento del desempeño Sección 3.0: Referencias y fuentes adicionales Anexo A: Descripción general de las actividades de la industria





1.0 Manejo e impactos específicos de la industria

La siguiente sección contiene una síntesis de las cuestiones

relativas al medio ambiente, la salud y la seguridad asociadas

con el procesamiento del carbón, así como recomendaciones

para su manejo. Por otra parte, en las Guías generales sobre

medio ambiente, salud y seguridad se ofrecen

recomendaciones sobre el manejo de las cuestiones de este

tipo que son comunes a la mayoría de los grandes

establecimientos industriales durante las etapas de

construcción y de desmantelamiento.

1.1 Medio ambiente

Los problemas ambientales que pueden plantearse en los

proyectos de procesamiento del carbón incluyen:

Emisiones al aire

Aguas residuales

Materiales peligrosos

Residuos

Ruido

Emisiones al aire

Partículas y emisiones gaseosas fugitivas

Las principales fuentes de emisiones en las instalaciones de

procesamiento del carbón consisten en fuentes fugitivas de

materia particulada (MP), compuestos orgánicos volátiles

(COV), dióxido de carbono (CO) e hidrógeno. Las actividades

de transporte, almacenamiento y preparación del carbón

pueden contribuir de forma significativa a las emisiones fugitivas

de MP de carbón. Entre las recomendaciones para prevenir y

controlar las emisiones fugitivas de MP de carbón se incluyen:

Diseñar la distribución de la planta o instalación para

facilitar el manejo de las emisiones y reducir el número de

puntos de transferencia del carbón;

Emplear equipos de carga y descarga para minimizar la

altura de la caída del carbón hasta las pilas de carbón;

Emplear sistemas de pulverización del agua y/o

revestimientos de polímeros para reducir la formación de

polvo fugitivo durante el almacenamiento del carbón (por

ejemplo, en las pilas de carbón) siempre que sea factible y

dependiendo de los requisitos de calidad del carbón;

Captar las emisiones de polvo de carbón procedentes de

las actividades de trituración / clasificación, trasladándolas

a una cámara de filtros u otros sistemas de control de

partículas;

Usar colectores centrífugos, seguidos de lavadores

acuosos venturi de alta eficacia, para los secadores

térmicos;

Usar colectores centrífugos, seguidos de la filtración textil,

para los sistemas de limpieza neumática del carbón;

Utilizar transportadores cerrados en combinación con los

equipos de extracción y filtración en los puntos de

transferencia de los transportadores; y

Eliminar el polvo durante el procesamiento (es decir, la

trituración, clasificación y secado) y traslado (sistemas

transportadores) del carbón empleando, por ejemplo,

sistemas de pulverización de los productos junto con la

recogida de agua y, posteriormente, tratar o reutilizar el

agua recogida.

Las emisiones fugitivas de otros contaminantes del aire incluyen

las fugas de compuestos orgánicos volátiles (COV), monóxido

de carbono (CO) e hidrógeno procedentes de distintos

procesos, como son las unidades de producción de gas

sintético; el almacenamiento de carbón; las unidades de





síntesis del metanol y Fischer-Tropsch (F-T); las unidades de

renovación del producto; y los sistemas diseñados para aguas

residuales oleosas e instalaciones de tratamiento de aguas

residuales, especialmente estanques de compensación y/o

separadores aceite / agua. Las emisiones fugitivas pueden

deberse a fugas producidas en distintas fuentes, como tuberías,

válvulas, conexiones, bridas, juntas, líneas abiertas, pérdidas

durante el almacenamiento y funcionamiento en los tanques de

almacenamiento de techo fijo y flotante y en las bombas de

sellado, sistemas de transporte de gas, cierres de los

compresores, válvulas de seguridad, fosos / recintos abiertos, y

carga y descarga de hidrocarburos.

Se recomiendan las siguientes medidas para prevenir y

controlar las fuentes fugitivas de contaminantes del aire:

Reducir las emisiones fugitivas en tuberías, válvulas,

juntas, tanques y otros componentes de la infraestructura,

supervisando periódicamente los mismos con sistemas de

detección de vapor y manteniendo o sustituyendo los

componentes necesarios en orden de prioridad;

Mantener una presión estable en los tanques y en el

espacio de vapor:

o Coordinar los calendarios de llenado y retirada e

implementar la compensación de vapor entre los

tanques (un proceso mediante el cual el vapor

desplazado durante las actividades de llenado se

transfiere al espacio de vapor del tanque vaciado o de

otro contenedor antes de proceder a su

recuperación);

o Emplear pintura blanca o de otros colores con una

baja absorción de calor para revestir el exterior de los

tanques de almacenamiento de los destilados más

ligeros (como la gasolina, el etanol o el metanol) para

reducir la absorción de calor. Debe estudiarse la

posibilidad de que se produzcan impactos visuales a

causa del reflejo de la luz en los tanques;

Seleccionar, en función de la capacidad de

almacenamiento del tanque y de la presión de vapor de los

materiales almacenados, un tipo específico de tanque que

minimice las pérdidas durante el almacenamiento y

funcionamiento, cumpliendo con las normas de diseño

aceptadas internacionalmente2;

En los tanques de almacenamiento de techo fijo, minimizar

las pérdidas durante el almacenamiento y el

funcionamiento instalando techos flotantes internos y

cierres3;

En los tanques de techo flotante, diseñar e instalar

cubiertas, accesorios y juntas en los bordes de acuerdo

con las normas internacionales destinadas a minimizar las

pérdidas por evaporación;4

Estudiar la posibilidad de utilizar sistemas de

abastecimiento y recuperación, mangueras de

recuperación de vapor y camiones / vagones / depósitos

estancos a los vapores durante la carga y descarga de los

vehículos de transporte;

2 Por ejemplo, según el API Standard 650: Welded Steel Tanks for Oil Storage (1998), los tanques nuevos, modificados o reestructurados con una capacidad mayor o equivalente a 40.000 galones y que almacenen líquidos con una presión de vapor superior o equivalente a 0,75 psi e inferior a 11,1 psi, o con una capacidad mayor o igual a 20.000 galones y que almacenen líquidos con una presión de vapor superior o igual a 4 psi e inferior a 11,1 psi deben equiparse con: un techo fijo y un techo flotante interno con una junta básica de zapata mecánica que impida la fuga de líquidos; o bien con un techo flotante externo con una junta básica de zapata mecánica que impida la fuga de líquidos y una junta secundaria continua instalada sobre el anillo del techo. Ambas juntas deben cumplir con ciertos requisitos mínimos de recorte y juntas de estanqueidad en los accesorios del techo; o con un sistema cerrado de ventilación y un control eficaz de dispositivos del 95%. 3 El acceso de los trabajadores a los tanques debe respetar los procedimientos de entrada autorizada en espacios cerrados descritos en las guías generales sobre MASS. 4 Los ejemplos incluyen: API Standard 620: Design and Construction of Large, Welded, Low-pressure Storage Tanks (2002); API Standard 650: Welded Steel Tanks for Oil Storage (1998) y la norma de la Unión Europea (UE) 12285-2:2005. Workshop fabricated steel tanks for the aboveground storage of flammable and non-flammable water polluting liquids (2005).





Utilizar sistemas de llenado de camiones / vehículos

ferroviarios de carga inferior para minimizar las emisiones

de vapor; y

Cuando las emisiones de vapor puedan contribuir o

provocar niveles de calidad del aire ambiente que excedan

la normativa sanitaria, estudiar la posibilidad de instalar

controles secundarios de emisiones, tales como unidades

de condensación y recuperación de vapor, catalizadores

de oxidación, medios de adsorción de gas, refrigeración o

unidades de absorción de aceite secante.

Gases efecto invernadero (GEI)

La producción de gas sintético puede generar un volumen

significativo de dióxido de carbono (CO2), especialmente

durante el proceso del gas de agua, además de todos los

procesos relacionados con la combustión (por ejemplo, la

producción de electricidad y la incineración de subproductos o

su uso en la cogeneración). Las recomendaciones para la

conservación de energía y el manejo de las emisiones de gases

efecto invernadero son específicas del proyecto y el

emplazamiento, pero pueden incluir algunas de las descritas en

las Guías generales sobre medio ambiente, salud y

seguridad. En las instalaciones integradas, los operadores

deben adoptar un enfoque global de toda la planta a la hora de

seleccionar las tecnologías de proceso y de servicio.

Materia particulada, aceites pesados y metales pesados

Las actividades de preparación del carbón (por ejemplo, el uso

de secadores), la gasificación del carbón (por ejemplo,

alimentación y eliminación de cenizas) y los procesos de

licuefacción del carbón pueden generar fuentes puntuales de

polvo y aceites pesados (alquitranes). Se seleccionará la

tecnología más adecuada para minimizar las emisiones de

partículas. Los metales pesados presentes en el carbón pueden

liberarse como emisiones al aire procedentes del proceso de

gasificación del carbón.

La mayoría de los metales pesados pueden eliminarse

utilizando un depurador húmedo. Es posible que sea necesario

emplear una tecnología de absorción para eliminar el mercurio

presente en el carbón con elevado contenido en mercurio. Las

Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad

contienen recomendaciones para controlar la materia

particulada.

Gases ácidos y amoniaco

Las emisiones de gas residual procedentes de la chimenea de

la unidad Claus de recuperación de azufre consisten en una

mezcla de gases inertes con dióxido de azufre (SO2) y

constituyen una fuente significativa de emisiones al aire

derivadas del procesamiento del carbón. El proceso de

gasificación puede generar también contaminantes como el

sulfuro de hidrógeno (H2S), el sulfuro de carbonilo (COS), el

disulfuro de carbono (CS2), el monóxido de carbono (CO), el

amoniaco (NH3) y el cianuro de hidrógeno (HCN). Por lo

general, estos gases suelen ser altamente recuperables gracias

a la purificación del gas sintético (>99 por ciento). Los procesos

de licuefacción, incluidas las operaciones en los tanques de

mezclado, pueden provocar vertidos de otros gases ácidos y

sustancias orgánicas volátiles. Las estrategias recomendadas

para manejar las emisiones de gas ácido y amoniaco incluyen:

La instalación de un proceso de recuperación del azufre

para evitar las emisiones de H2S (por ejemplo, Claus);

Ventilar los depósitos de mezclado hacia el suministro de

aire de combustión destinado a la generación de

electricidad o calor;





Instalar procesos de lavado, ya sean lavadores de óxido-

reducción de gases de cola o lavadores Venturi, para

reducir las emisiones de dióxido de azufre;

Cuando se dispone de dispositivos de incineración

destinados a la eliminación del azufre, operar la

incineradora a temperaturas de 650 grados centígrados

(°C) o más con una adecuada relación aire-combustible

para combustionar totalmente el H2S; y

Dotar las chimeneas de accesos para manejar los

dispositivos de control (por ejemplo, para supervisar las

emisiones de SO2 generadas por el proceso Claus y las

incineradoras).

Gases de escape

La combustión de gas sintético o gasóleo para generar

electricidad y calor en las instalaciones de procesamiento del

carbón constituye una fuente significativa de emisiones a la

atmósfera, incluyendo CO2, óxidos de nitrógeno (NOX), SO2 y,

en caso de producirse un fallo del quemador, monóxido de

carbono (CO).

Las Guías generales sobre medio ambiente, salud y

seguridad contienen orientaciones para el manejo de

pequeños procesos de combustión diseñados para suministrar

potencia eléctrica o mecánica, vapor, calor, cualquier

combinación de las anteriores, independientemente del tipo de

combustible empleado, con una capacidad calorífica total de 50

megavatios térmicos (MWth). Las Guías generales sobre

medio ambiente, salud y seguridad para energía térmica

contienen orientaciones aplicables a procesos con una

capacidad superior a los 50 MWth.

Las emisiones vinculadas al funcionamiento de fuentes

eléctricas deben minimizarse mediante la adopción de una

estrategia combinada que contemple la reducción de la

demanda de energía, el uso de combustibles más limpios y la

aplicación de los controles de emisiones necesarios. Las Guías

generales sobre medio ambiente, salud y seguridad

contienen recomendaciones sobre eficiencia energética.

Venteo y combustión

El venteo y la combustión son medidas operativas y de

seguridad importantes en las instalaciones de procesamiento

del carbón destinadas a garantizar la segura eliminación del gas

en caso de emergencia, un fallo eléctrico o del sistema y

cualquier condición anómala en la planta. Las materias primas

en estado puro y los gases combustibles derivados también se

eliminan mediante el venteo y la combustión. El exceso de gas

no debe ventearse, sino enviarse a un sistema eficaz de

combustión de gas para su eliminación.

Las recomendaciones para minimizar el venteo y la combustión

de gas incluyen:

Optimizar los controles de planta para aumentar los

índices de conversión de la reacción;

Emplear materias primas en estado puro y gases

combustibles derivados en la generación de electricidad o

recuperación de calor, siempre que sea posible;

Proporcionar sistemas complementarios para maximizar la

fiabilidad de la planta; y

Ubicar los sistemas de combustión a una distancia segura

de los recintos destinados al personal y de las zonas

residenciales, garantizando el correcto mantenimiento de

los sistemas de combustión para lograr su máxima

eficacia.

En caso de que la combustión de la corriente de gas no sea

apropiada, puede recurrirse al venteo de emergencia en ciertas

condiciones. Para analizar tales situaciones se utilizarán

procedimientos ordinarios de evaluación de los riesgos. Se





documentará exhaustivamente la justificación para no emplear

un sistema de combustión de gas antes de proceder al venteo

de gas de emergencia.

Aguas residuales

Aguas residuales de procesos industriales

Las aguas residuales de proceso pueden contaminarse con

hidrocarburos, amoniaco y aminas, compuestos oxigenados,

ácidos, sales inorgánicas y restos de iones de metales pesados.

Las prácticas recomendadas para el manejo de las aguas

residuales de proceso incluyen:

Prevenir los vertidos accidentales de líquidos mediante la

inspección y mantenimiento de los sistemas de

almacenamiento y transporte, incluyendo las cajas de

relleno donde se guardan las bombas y válvulas y otros

focos potenciales de fugas, así como la implementación de

planes de respuesta ante vertidos;

Proporcionar una capacidad suficiente para diluir los

fluidos de proceso y maximizar así la recuperación en el

proceso y evitar la descarga masiva de líquidos de proceso

en el sistema de drenaje de las aguas oleosas; y

Diseñar y construir cuencas de contención de

almacenamiento de aguas residuales y sustancias

peligrosas con superficies impermeables para evitar la

infiltración de aguas contaminadas en el suelo y en las

aguas subterráneas.

Las disposiciones específicamente diseñadas para manejar las

corrientes individuales de aguas residuales incluyen, entre

otras:

La recogida de los vertidos de aminas procedentes del

sistema de eliminación alcalina del dióxido de carbono

aguas abajo de la Unidad de Gasificación en un sistema

de drenaje dedicado y cerrado y, una vez completada la

filtración, su reciclado para uso nuevamente en el proceso;

Los efluentes de la columna de agotamiento de la Unidad

de Síntesis F-T, que contiene hidrocarburos disueltos y

compuestos oxigenados (principalmente alcoholes y

ácidos orgánicos) y mínimas cantidades de cetonas, deben

recircularse dentro de la Unidad de Síntesis F-T para

recuperar los hidrocarburos y los compuestos oxigenados

en otra columna de agotamiento;

Los efluentes acídicos y cáusticos resultantes de la

preparación del agua desmineralizada, que a su vez

depende de la calidad del suministro de agua bruta en el

proceso, deben neutralizarse antes de su vertido en el

sistema de tratamiento de aguas residuales de las

instalaciones;

El agua de purga procedente de los sistemas de

generación de vapor y torres de refrigeración debe

enfriarse antes proceder a su descarga. El agua de

refrigeración que contiene biocidas y otros aditivos también

podría requerir un ajuste de la fluencia o el tratamiento en

la planta de tratamiento de aguas residuales de las

instalaciones antes de su descarga; y

La planta de tratamiento de aguas residuales de las

instalaciones debe tratar el agua contaminada por

hidrocarburos procedente de las actividades de limpieza

programadas durante la puesta en orden de las

instalaciones (las labores de limpieza se llevan

normalmente a cabo una vez al año y se prolongan unas

semanas en el tiempo), los efluentes oleosos originados en

las fugas del proceso y los efluentes con metales pesados

procedentes de lechos fijos y fluidizados.

Tratamiento de aguas residuales de procesos

Las técnicas empleadas para tratar las aguas residuales de

proceso en este sector incluyen la clasificación por origen y el





pretratamiento de corrientes de aguas residuales concentradas.

Las fases del tratamiento de aguas residuales suelen incluir:

filtros de grasas, equipos colectores de flotación, flotación por

presurización-despresurización o separadores de agua/aceite

para separar los aceites de los sólidos flotantes; filtración por

separación de sólidos filtrables; ecualización de flujo y carga;

sedimentación para la reducción de sólidos en suspensión

utilizando clarificadores; tratamiento biológico, normalmente

aeróbico, para reducir las sustancias orgánicas solubles (DOB);

eliminación de nutrientes químicos o biológicos para la

reducción de nitrógeno y fósforo; cloración de los efluentes

siempre que se requiera la desinfección; drenaje y eliminación

de residuos en vertederos designados para residuos peligrosos.

Es posible que se precisen controles de ingeniería adicionales

para (i) el confinamiento y el tratamiento de compuestos

orgánicos volátiles extraídos en las operaciones de diversas

unidades en el sistema de tratamiento de aguas residuales; (ii)

la eliminación avanzada de metales empleando filtros de

membrana y otras técnicas de tratamiento físico/químico, (iii)

eliminación de compuestos orgánicos recalcitrantes, cianuro y

DQO no biodegradable empleando carbón activo u oxidación

química avanzada; (iii) la reducción de la toxicidad en los

efluentes empleando la tecnología adecuada (por ejemplo,

ósmosis inversa, intercambio iónico, carbón activado, etc.) y (iv)

el confinamiento y la neutralización de olores molestos.


seguridad explican el manejo de aguas residuales industriales

y ofrecen ejemplos de enfoques para su tratamiento. El empleo

de estas tecnologías y técnicas recomendadas para el manejo

de aguas residuales debería permitir que las instalaciones

cumpliesen los valores para la descarga de aguas residuales

que se indican en el cuadro correspondiente de la Sección 2 del

presente documento para la industria. Las recomendaciones

para reducir el consumo de agua, especialmente en aquellos

sitios en que pueda ser un recurso natural escaso, se analizan

en las Guías generales sobre medio ambiente, salud y

seguridad.

Consumo de agua y otras corrientes de aguas residuales

En las Guías generales sobre medio ambiente, salud y

seguridad se dan orientaciones sobre el manejo de aguas

residuales no contaminadas procedentes de operaciones de

servicios públicos, aguas pluviales no contaminadas y aguas de

alcantarillado. Las corrientes contaminadas deberían desviarse

hacia el sistema de tratamiento de aguas residuales de

procesos industriales. A continuación se detallan guías

específicas adicionales.

Aguas pluviales: Las aguas pluviales pueden contaminarse

como resultado de los vertidos de líquidos de proceso y la

migración de filtraciones procedentes de las zonas de

almacenamiento del carbón y que contienen hidrocarburos y

metales pesados. Las recomendaciones específicas para el

sector incluyen:

Pavimentar las zonas dedicadas al proceso, segregar las

aguas pluviales contaminadas de las no contaminadas e

implementar planes de control de vertidos. Canalizar las

aguas pluviales desde las zonas de proceso hasta la

unidad de tratamiento de aguas residuales; y

Diseñar y ubicar las instalaciones de almacenamiento del

carbón y sistemas asociados para la recogida de lixiviados

para evitar su impacto en los recursos terrestres e hídricos.

Las zonas de pilas de carbón deben pavimentarse para

separar las aguas potencialmente contaminadas, que se

transferirán a la unidad de tratamiento de aguas residuales

en las instalaciones.





Agua de refrigeración: El agua de refrigeración puede aumentar

los índices de consumo del agua, así como el vertido de aguas

a elevadas temperaturas, biocidas residuales y residuos

procedentes de otros agentes antiincrustantes empleados en el

sistema de refrigeración. Las estrategias recomendadas para el

manejo de residuos procedentes de la refrigeración incluyen:

La adopción de las medidas de conservación del agua

para sistemas de refrigeración en plantas descritas en las

Guías generales sobre medio ambiente, salud y

seguridad;

El uso de métodos de recuperación del calor (así como

mejoras en la eficacia energética) y otros métodos de

refrigeración diseñados para reducir la temperatura del

agua caliente antes de su descarga, garantizando así que

la temperatura del agua de descarga no resulte en un

incremento de la temperatura ambiente superior a los 3°C

en el límite de una zona determinada científicamente con

base en la calidad del agua ambiente, uso de las aguas

receptoras, capacidad de asimilación, etc.;

Minimizar el uso de sustancias químicas antiincrustantes y

anticorrosivas garantizando una correcta profundidad de la

toma de agua y el uso de filtros; seleccionar las opciones

menos peligrosas en términos de toxicidad,

biodegradabilidad, biodisponibilidad y posible

bioacumulación; y dosificar según los requisitos normativos

locales y las recomendaciones del fabricante; y

Analizar los biocidas residuales y otros contaminantes

preocupantes para comprobar la necesidad de efectuar

ajustes en la dosificación o tratar el agua de refrigeración

antes de proceder a su descarga.

Agua de pruebas hidrostáticas: Las pruebas hidrostáticas a las

que se someten equipos y tuberías miden la presión con agua

(por lo general, agua bruta) para verificar su integridad y las

fugas existentes. Pueden añadirse aditivos químicos,

normalmente anticorrosivos, un destructor de oxígeno y un

colorante. Se implementarán las siguientes medidas de

prevención y control de la contaminación para el manejo de las

aguas de pruebas hidrostáticas:

Reutilizar el agua en múltiples pruebas para conservarla y

minimizar las descargas de efluentes potencialmente

contaminados;

Reducir el uso de sustancias anticorrosivas y otros

agentes químicos minimizando el tiempo durante el cual el

agua de prueba permanece dentro de los equipos o

tuberías; y

Elegir las opciones menos peligrosas en términos de

toxicidad, biodegradabilidad, biodisponibilidad y

bioacumulación potencial, dosificando según los requisitos

de la normativa local y las recomendaciones del fabricante.

Cuando la descarga de aguas de pruebas hidrostáticas en el

mar o en aguas superficiales sea la única opción viable, debe

elaborarse un plan de eliminación de aguas de pruebas

hidrostáticas que tenga en cuenta la ubicación y el ritmo de

descarga, el uso y dispersión de sustancias químicas, el riesgo

ambiental y el seguimiento necesario. Se evitará el vertido de

aguas de pruebas hidrostáticas en aguas costeras superficiales.

Materiales peligrosos

Las instalaciones de procesamiento del carbón generan

cantidades considerables de materiales peligrosos, incluidos los

productos intermedios/finales y los subproductos. La

manipulación, almacenamiento y transporte de estos materiales

peligrosos debe gestionarse adecuadamente para evitar o

minimizar posibles impactos ambientales. En las Guías

generales sobre medio ambiente, salud y seguridad se

formulan recomendaciones sobre el manejo de materiales





peligrosos, incluida su manipulación, almacenamiento y

transporte.

Residuos

Entre los residuos no peligrosos se incluyen la ceniza de fondo

de horno del carbón, la escoria, las cenizas volátiles y los lodos

de almacenamiento del carbón. La ceniza y la escoria

depositadas5 son subproductos bastos, granulados e

incombustibles recogidos del fondo de los gasificadores.

También se recogen las cenizas volátiles originadas en el

reactor. La cantidad de escoria y ceniza generada suele ser

considerable y depende de la calidad del carbón empleado en

la planta. El estado físico de la ceniza suele estar relacionado

con el proceso de gasificación.

Los residuos potencialmente peligrosos incluyen, entre otros,

catalizadores usados, aceite, disolventes, soluciones reactivas,

filtros, lechos de filtrado saturados, fracciones pesadas

procedentes de la purificación de síntesis, contenedores

usados, trapos aceitosos, esencias minerales, edulcorantes

usados, aminas empleadas en la eliminación del CO2, filtros de

carbón activado y lodos oleosos procedentes de los

separadores aceite agua, así como fluidos gastados o usados

en operaciones y mantenimiento, como son aceites y líquidos

de pruebas, y lodos de tratamiento de las aguas residuales.


seguridad contienen recomendaciones generales para el

manejo de residuos peligrosos y no peligrosos. Las prácticas de

manejo de los residuos específicos del sector incluyen:

Ceniza depositada, escoria y cenizas volátiles de carbón

5 Recycling Materials Resource Center (RMRC), Coal Bottom Ash/Boiler Slag, disponible en http://www.rmrc.unh.edu/Partners/UserGuide/cbabs1.htm

Dependiendo de su toxicidad y radiactividad, la ceniza

depositada, la escoria y las cenizas volátiles del carbón también

podrán reciclarse con base en las opciones comercial y

técnicamente viables a disposición. Los métodos

recomendados para su reciclado son:

Utilizar la ceniza depositada como agregado en bloques de

hormigón ligero, como materia prima en la producción de

cemento Portland, como agregado para la capa y subcapa

de base de carreteras, o como material de relleno

agregado fino en los pavimentos de asfalto y relleno fluido;

Utilizar la escoria para el granallado, como gránulos para

el recubrimiento de tejas, para el control de nieve y hielo,

como agregado en los pavimentos de asfalto, relleno

estructural y aplicaciones de capa y subcapa de base de

carreteras;

Utilizar las cenizas volátiles en materiales de construcción

que precisen materiales puzolánicos.

En caso de no poder reciclar estos materiales debido a sus

propiedades tóxicas / radioactivas o a la ausencia de opciones

comercial o técnicamente viables, se eliminarán en un vertedero

autorizado diseñado y operado de acuerdo con las buenas

prácticas internacionales de la industria6.

Lodos de almacenamiento del carbón

Los lodos de polvo de carbón generados durante el

almacenamiento y preparación del carbón deben secarse y

reutilizarse o reciclarse siempre que sea factible. Las posibles

opciones son la reutilización como materia prima en el proceso

de gasificación, dependiendo de la tecnología elegida para ello.

La manipulación, el transporte y el manejo dentro y fuera del

6 Las Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad para las instalaciones de manejo de residuos contienen orientaciones adicionales relativas a la eliminación de residuos industriales peligrosos e inocuos.

http://www.rmrc.unh.edu/Partners/UserGuide/cbabs1.htm





recinto de todos los lodos deben realizarse según las

recomendaciones contenidas en las Guías generales sobre

medio ambiente, salud y seguridad para el manejo de los

residuos industriales no peligrosos.

Catalizadores usados

Los catalizadores usados se obtienen al sustituir los lechos de

catalizador durante las puestas a punto programadas para la

desulfuración del gas sintético, el proceso de reacción Fischer –

Tropsch (F-T), la isomerización, el craqueo catalítico y las

síntesis del metanol. Los catalizadores usados pueden contener

cinc, níquel, hierro, cobalto, platino, paladio y cobre,

dependiendo del proceso concreto en el que intervengan.

Entre las estrategias recomendadas para el manejo de

catalizadores usados se encuentran:

Una adecuada gestión de catalizadores usados in situ

incluirá la inmersión en agua de los catalizadores

pirofóricos usados durante su almacenamiento temporal y

hasta su transporte al lugar donde se realizará el

tratamiento definitivo para evitar reacciones exotérmicas

no controladas;

Devolución al fabricante para su regeneración; y

La gestión externa de los catalizadores usados por parte

de empresas especializadas incluye la recuperación de

metales pesados o preciosos mediante procesos de

recuperación y reciclaje (siempre que sea posible) o

mediante su manejo y eliminación de acuerdo con las

recomendaciones de gestión de residuos peligrosos e

inocuos descritas en las Guías generales sobre medio

ambiente, salud y seguridad. Los catalizadores que

puedan contener platino o paladio deben enviarse a un

centro de recuperación de metales nobles;

Fracciones pesadas

Las fracciones pesadas originadas en la sección de purificación

de la Unidad de Síntesis del Metanol suelen quemarse en una

caldera de vapor utilizando un quemador dedicado.

Ruido

Las principales fuentes de ruido en las instalaciones de

procesamiento del carbón incluyen el procesamiento físico del

mismo (por ejemplo, clasificación, trituración, clasificación y

selección), así como las grandes máquinas giratorias (a saber,

compresores, turbinas, bombas, motores eléctricos,

refrigeradores de aire y calentadores encendidos). Durante una

despresurización de emergencia, pueden generarse elevados

niveles de ruido debido a la liberación de gases de combustión

a alta presión y/o la liberación de vapor en la atmósfera. Las

Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad

contienen recomendaciones generales para manejar el ruido.

1.2 Higiene y seguridad ocupacional

Los peligros relacionados con la higiene y la salud ocupacional

en la planta deberían identificarse con base en los análisis de

seguridad laboral y evaluaciones exhaustivas de peligros y

riesgos que empleen metodologías tales como el estudio de

identificación de peligros [HAZID], estudio de peligros y

operabilidad [HAZOP] o análisis cuantitativo de riesgos [QRA].

En general, la planificación de la gestión de higiene y seguridad

incluirá la adopción de una aproximación sistemática y

estructurada para la prevención y el control de los peligros

físicos, químicos, biológicos y radiológicos para la higiene y la

seguridad descritas en las Guías generales sobre medio

ambiente, salud y seguridad.

Los riesgos más notables para la higiene y la seguridad en el

trabajo se producen durante la fase operativa de las

instalaciones de procesamiento del carbón, incluyendo

principalmente:





La seguridad en los procesos

La liberación de gases enriquecidos con oxígeno

Atmósferas deficientes en oxígeno

Riesgos de inhalación

Incendios y explosiones

Seguridad en los procesos

Los programas de seguridad en los procesos deberán

implementarse debido a las características específicas del

sector, entre ellas las complejas reacciones químicas, el uso de

sustancias peligrosas (por ejemplo, compuestos tóxicos,

reactivos, inflamables o explosivos) y reacciones de síntesis

orgánica de etapas múltiples. El manejo de la seguridad en los

procesos incluye las siguientes acciones:

Pruebas de riesgos físicos para materiales y reacciones;

Estudios de análisis de riesgos para revisar las prácticas

químicas y de ingeniería del proceso, incluyendo

termodinámica y cinética;

Examen del mantenimiento preventivo y la integridad

mecánica de los sistemas y servicios de proceso;

Capacitación de trabajadores; y

Elaboración de instrucciones operativas y procedimientos

de respuesta ante situaciones de emergencia.

Liberación de gases enriquecidos con oxígeno

El gas enriquecido con oxígeno puede filtrarse en las unidades

de separación de aire y provocar un riesgo de incendio debido a

la presencia de una atmósfera enriquecida con oxígeno. Las

atmósferas enriquecidas con oxígeno pueden conducir a la

saturación de oxígeno de materiales, cabello e indumentaria,

pudiendo prenderse fuego con facilidad. Las medidas de

prevención y control para reducir la exposición dentro y fuera

del emplazamiento a las atmósferas enriquecidas con oxígeno

incluyen:

La instalación de un Sistema automático de Parada de

Emergencia que pueda detectar y alertar sobre la

liberación no controlada de oxígeno (incluida la presencia

de atmósferas enriquecidas con oxígeno en las zonas de

trabajo7) y emprender acciones de parada para minimizar

la duración de estos vertidos y eliminar las posibles

fuentes de ignición;

Diseñar las instalaciones y sus componentes de acuerdo

con la normativa de seguridad del sector, evitando colocar

tuberías de conducción de oxígeno en espacios cerrados,

utilizando instalaciones eléctricas inherentemente seguras

y empleando sistemas de venteo del oxígeno en toda la

planta para prevenir el posible impacto del gas venteado;

Implementar procedimientos de trabajo a temperaturas

elevadas y entrada autorizada a espacios cerrados que

tengan en cuenta de forma específica la posible liberación

de oxígeno;

Implementar buenas prácticas de mantenimiento para

evitar la acumulación de materiales combustibles;

Planificar e implementar planes de preparación y

respuesta ante situaciones de emergencia que incorporen

explícitamente procedimientos de manejo de los vertidos

incontrolados de oxígeno; y

Suministrar los equipos adecuados de prevención y control

de incendios que se describen a continuación (Riesgos de

incendio y explosiones).

Atmósferas deficientes en oxígeno

Los posibles vertidos y acumulación de gas nitrógeno en las

zonas de trabajo pueden causar condiciones asfixiantes

provocadas por el desplazamiento de oxígeno de estos gases.

7 Las zonas de trabajo donde pueden darse atmósferas enriquecidas con oxígeno deben dotarse de sistemas de supervisión de zona capaces de detectar dichas condiciones. Los trabajadores también deberán estar equipados con sistemas de supervisión personal. Ambos sistemas dispondrán de una alarma configurada para activarse cuando la concentración de O2 en el aire alcance el 23,5 por ciento.





Las medidas de prevención y control para reducir los riesgos

asociados con la liberación de gas asfixiante incluyen:

Diseñar y colocar sistemas de venteo de nitrógeno de

acuerdo con las normas internacionalmente reconocidas;

Instalar un Sistema automático de Parada de Emergencia

que permita detectar y alertar sobre la liberación no

controlada de nitrógeno (incluida la presencia de

atmósferas deficientes en oxígeno en las zonas de

trabajo8), iniciar la ventilación forzada y minimizar la

duración de estos vertidos; e

Implementar procedimientos de entrada en espacios

cerrados tal y como describen las Guías generales sobre

medio ambiente, salud y seguridad en relación con los

peligros específicos de las instalaciones.

Riesgos de inhalación

La exposición a sustancias químicas en las instalaciones de

procesamiento del carbón se asocia principalmente a la

inhalación de polvo de carbón, partículas volátiles de brea de

hulla, monóxido de carbono y otros vapores como el metano o

el amoniaco. Los trabajadores expuestos al polvo de carbón

pueden desarrollar lesiones pulmonares y fibrosis. La

exposición al monóxido de carbono resulta en la formación de la

carboxihemoglobina (COHb), que inhibe la capacidad de

transportar oxígeno de los glóbulos rojos. Los síntomas leves

de exposición incluyen dolores de cabeza, mareos, disminución

de la capacidad de concentración, una menor coordinación

manos-ojos, debilidad, confusión, desorientación, somnolencia,

náuseas y perturbaciones de la vista. La exposición prolongada

puede provocar la pérdida de conciencia y la muerte.

8 Las zonas de trabajo donde puedan darse atmósferas deficientes en oxígeno deben dotarse de sistemas de supervisión de zona capaces de detectar dichas condiciones. Los trabajadores también deberán estar equipados con sistemas de supervisión personal. Ambos sistemas dispondrán de una alarma configurada para activarse cuando la concentración de O2 en el aire alcance el 19,5 por ciento.

La posible exposición a la inhalación de emisiones químicas

durante las operaciones rutinarias en planta se manejará de

acuerdo con los resultados obtenidos a partir de los análisis de

seguridad en el trabajo y la encuesta sobre higiene industrial,

de conformidad con las orientaciones sobre higiene y seguridad

en el trabajo descritas en las Guías generales sobre medio

ambiente, salud y seguridad. Las medidas de protección

incluyen la capacitación de los trabajadores, los sistemas de

permisos de trabajo, el uso de equipos de protección personal

(EPP) y sistemas de alarma de detección de gas tóxico.

Riesgos de incendio y explosión

Almacenamiento y preparación del carbón

La combustión espontánea del carbón se debe principalmente a

la oxidación de la pirita y otros contaminantes sulfídicos

presentes en el carbón9,10. Las operaciones de preparación del

carbón también presentan un riesgo de incendio y explosiones

debido a la generación de polvo de carbón, que puede

prenderse dependiendo de su concentración en el aire y

presencia de fuentes de ignición. Por consiguiente, el polvo de

carbón entraña un riesgo significativo de explosión en las

instalaciones de almacenamiento y manejo de carbón donde las

nubes de polvo de carbón pueden darse en espacios cerrados.

Las nubes de polvo también se dan al acumularse el polvo

suelto de carbón, como sucede en las rocas madre

estructurales. Las técnicas recomendadas para prevenir y

controlar el riesgo de combustión y explosión en los

almacenamientos cerrados de carbón incluyen:

Almacenar las pilas de carbón para prevenir o minimizar el

riesgo de combustión, lo que incluye:

9 Asociación Nacional de Proteccion contra Incendios (NFPA). Standard 850: Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Stations (2000).

10 NFPA. Standard 120: Standard for Fire Prevention and Control in Coal Mines (2004).





o Compactar las pilas de carbón para reducir la

cantidad de aire presente en las mismas,

o Minimizar los períodos de almacenamiento del

carbón,

o Evitar la colocación de pilas de carbón sobre fuentes

de calor tales como conductos de vapor u orificios de

acceso,

o Construir estructuras destinadas al almacenamiento

del carbón con materiales no combustibles,

o Diseñar las estructuras de almacenamiento del

carbón de tal forma que se minimicen las superficies

donde el polvo de carbón pueda asentarse y

proporcionar sistemas de eliminación de polvo, y

o Supervisar de forma continua los focos calientes

(carbón incandescente) empleando sistemas de

detección de temperatura. Una vez detectado el foco

caliente, se retirará el carbón incandescente. Se

proporcionará acceso para las unidades de extinción

de incendios;

Eliminar la presencia de fuentes potenciales de ignición y

proporcionar los equipos de puesta a tierra adecuados

para minimizar los riesgos derivados de la electricidad

estática. Toda la maquinaria y sistemas eléctricos situados

dentro de la zona o estructura cerrada de almacenamiento

de carbón deben someterse a controles para su uso en

lugares peligrosos, y dotarse de motores a prueba de

chispas;

Diseñar todos los circuitos eléctricos de modo que puedan

detenerse de forma automática a distancia; y

Instalar un sistema adecuado de ventilación lateral en las

zonas cerradas de almacenamiento para reducir las

concentraciones de metano, monóxido de carbono y

productos volátiles derivados de la oxidación del carbón

por aire y hacer frente al humo producido en caso de

incendio.

Las técnicas recomendadas para prevenir y controlar el riesgo

de explosiones provocadas por la preparación del carbón en

zonas cerradas incluyen:

Llevar a cabo la clasificación, aplastamiento, limpieza en

seco, trituración, pulverización de la hulla seca y otras

operaciones que generan polvo de carbón empleando un

colchón de nitrógeno u otras técnicas de prevención de

explosiones, tales como la ventilación;

Ubicar las instalaciones de forma que se minimice la

exposición a los incendios y explosiones de otras

edificaciones y equipos;

Estudiar la posibilidad de controlar el contenido de

humedad del carbón antes de su uso, dependiendo de los

requisitos de la tecnología de gasificación empleada;

Instalar dispositivos de control a prueba de fallos para las

concentraciones de metanol en el aire e interrumpir las

operaciones al alcanzarse una concentración de metano

del 40 por ciento sobre el límite mínimo de explosión;

Instalar y mantener adecuadamente sistemas de recogida

de polvo para captar las emisiones fugitivas procedentes

del equipo o maquinaria de manejo del carbón.

Procesamiento del carbón

El riesgo de incendios y explosiones generado por las

operaciones de proceso incluye el vertido accidental de gas

sintético (que contiene monóxido de carbono e hidrógeno),

oxígeno, metanol y amoniaco. Los vertidos de gas sintético a

altas presiones pueden provocar “dardos de fuego” o dar lugar

a explosiones de nubes de vapor (VCE, por sus siglas en

inglés), “bolas de fuego” o “fogonazos”, dependiendo del

volumen de sustancias inflamables presentes y del grado de

confinamiento de la nube. Los gases de hidrógeno y monóxido

de carbono pueden inflamarse aún en ausencia de fuentes de

ignición si alcanzan temperaturas de 500°C y 609°C,





respectivamente. Los vertidos de líquidos inflamables pueden

provocar “incendios de charco”. Las medidas recomendadas

para prevenir y controlar el riesgo de incendios y explosiones

durante las operaciones de proceso incluyen:

Instalar dispositivos de detección temprana de escapes

(por ejemplo, supervisando la presión en los sistemas

transportadores de gas y líquidos), además de los

detectores de humo y calor para prevenir los incendios;

Limitar los posibles vertidos aislando las operaciones de

proceso de las grandes existencias almacenadas;

Evitar las posibles fuentes de ignición (por ejemplo,

diseñando la distribución de las tuberías para evitar los

vertidos sobre conductos a altas temperaturas, equipos y/o

máquinas giratorias);

Controlar los posibles efectos de incendios y explosiones

segregando y empleando distancias de separación entre

zonas de proceso, almacenamiento, servicios y seguridad.

Las distancias de seguridad pueden determinarse con

base en análisis específicos de seguridad para las

instalaciones y mediante la aplicación de normas de

seguridad contra incendios reconocidas

internacionalmente11 ;

Limitar las zonas que puedan verse afectadas en caso de

producirse escapes accidentales mediante las siguientes

medidas:

o Definir las zonas de incendio y equiparlas con

sistemas de drenaje capaces de recoger y transportar

los vertidos accidentales de líquidos inflamables hasta

una zona segura de contención que disponga de

depósitos de almacenamiento para la contención

secundaria,

11 Por ejemplo, NFPA Standard 30: Flammable and Combustible Liquids Code (2003).

o Reforzar los edificios o instalar paredes cortafuegos /

cortaexplosiones en las zonas en que no puedan

aplicarse las distancias de separación adecuadas, y

o Diseñar un sistema de aguas residuales oleosas que

impida la propagación de incendios.

1.3 Higiene y seguridad en la comunidad

Las consecuencias que la construcción, la operación y el

desmantelamiento de las instalaciones de procesamiento del

carbón pueden acarrear para la higiene y seguridad en la

comunidad son comunes a la mayoría de los establecimientos

industriales, y se explican en las Guías generales sobre

medio ambiente, salud y seguridad. Los riesgos más

significativos para la higiene y la salud de la comunidad en lo

que atañe a las instalaciones de procesamiento del carbón se

producen durante la fase de operación e incluyen accidentes de

gran magnitud ocasionados por incendios y explosiones o

vertidos accidentales de materias primas o productos acabados

durante su transporte desde la planta de procesamiento. A

continuación se describen las orientaciones encaminadas a la

gestión de este tipo de incidentes, también presentes en las

Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad:

Manejo de materiales peligrosos (incluidos riesgos mayores),

seguridad del tráfico, transporte de materiales peligrosos y

preparación y respuesta de emergencia. Las Guías generales

sobre medio ambiente, salud y seguridad para el Transporte,

los Ferrocarriles, Puertos y Zonas Portuarias, y Terminales de

Crudo y Productos derivados del Petróleo proporcionan

orientaciones adicionales aplicables al transporte por mar y por

tren y a las instalaciones costeras.





2.0 Indicadores y seguimiento del desempeño

2.1 Medio ambiente

Guías sobre emisiones y efluentes

En los Cuadros 1 y 2 se presentan las guías sobre emisiones y

efluentes para este sector. Las cantidades correspondientes a

las emisiones y efluentes de los procesos industriales en este

sector son indicativas de las prácticas internacionales

recomendadas para la industria, reflejadas en las normas

correspondientes de los países que cuentan con marcos

normativos reconocidos. Dichas cantidades pueden alcanzarse

en condiciones normales de funcionamiento de instalaciones

adecuadamente diseñadas y utilizadas mediante la aplicación

de las técnicas de prevención y control de la contaminación que

se han analizado en las secciones anteriores de este

documento.

Las guías sobre emisiones son aplicables a las emisiones

procedentes de la combustión. Las Guías generales sobre

medio ambiente, salud y seguridad contienen orientaciones

sobre las emisiones asociadas con actividades de producción

de energía eléctrica y vapor generadas por una fuente de

combustión con capacidad igual o inferior a 50 megavatios

térmicos, mientras que las Guías sobre medio ambiente,

salud y seguridad para energía térmica contienen

disposiciones sobre las emisiones generadas por una fuente de

energía más grande. En las Guías generales sobre medio

ambiente, salud y seguridad se proporciona orientación sobre

cuestiones ambientales teniendo en cuenta la carga total de

emisiones.

Las guías sobre efluentes se aplican a los vertidos directos de

efluentes tratados a aguas superficiales de uso general. Los

niveles de vertido específicos del emplazamiento pueden

establecerse basándose en la disponibilidad y condiciones de

los sistemas de tratamiento y recogida de aguas de

alcantarillado público o, si se vierten directamente a las aguas

superficiales, basándose en la clasificación del uso del agua

receptora que se describe en las Guías generales sobre

medio ambiente, salud y seguridad. Estos niveles se deben

lograr, sin dilución, al menos el 95% del tiempo que opera la

planta o unidad, calculado como proporción de las horas de

operación anuales. El incumplimiento de estos niveles debido a

las condiciones de determinados proyectos locales se debe

justificar en la evaluación ambiental correspondiente.

Uso de recursos, consumo de energía, generación de emisiones y residuos

El Cuadro 3 contiene ejemplos de indicadores de consumo de

recursos de energía y agua para el sector. El Cuadro 4 contiene

ejemplos sobre indicadores de generación de emisiones y

residuos. Los valores de referencia de la industria se consignan

únicamente con fines comparativos, y cada proyecto debería

tener como objetivo lograr mejoras continuas en estas áreas.

Los valores de referencia relevantes para las plantas de

procesamiento del carbón pueden extraerse a partir de la

gasificación del carbón en plantas eléctricas de mayor

envergadura. Las emisiones producidas por las plantas de

gasificación que producen gas sintético para la síntesis Fischer-

Tropsch (F-T) serán sustancialmente inferiores debido a los

requisitos de pureza del catalizador de síntesis.

Seguimiento ambiental

Se llevarán a cabo programas de seguimiento ambiental para

este sector en todas aquellas actividades identificadas por su

potencial impacto significativo en el medio ambiente, durante

las operaciones normales y en condiciones alteradas. Las

actividades de seguimiento ambiental se basarán en





indicadores directos e indirectos de emisiones, efluentes y uso

de recursos aplicables al proyecto concreto. La frecuencia del

seguimiento debería permitir obtener datos representativos

sobre los parámetros objeto del seguimiento. El seguimiento

deberá recaer en individuos capacitados, quienes deberán

aplicar los procedimientos de seguimiento y registro y utilizar un

equipo adecuadamente calibrado y mantenido. Los datos de

seguimiento se analizarán y revisarán con regularidad, y se

compararán con las normas vigentes para así adoptar las

medidas correctivas necesarias. Las Guías generales sobre


adicionales sobre los métodos de muestreo y análisis de

emisiones y efluentes.





Cuadro 1. Niveles de emisiones a la atmósfera para las plantas de procesamiento del carbón

Contaminante Unidad Valor de referencia

Planta de preparación del carbón Secador t rmico éPartículas mg/Nm3 70

Secador térmico Opacidad de los gases % 20

Equipos de limpieza neumática de carbón Partículas

mg/Nm3 40

Equipos de limpieza neumática de carbón Opacidad

% 10

Transporte, almacenamiento y preparación Opacidad de los gases

% 10

Global

SO2 mg/Nm3 150-200

NOx mg/Nm3 200-400(1)

Hg mg/Nm3 1.0

Materia particulada mg/Nm3 30-50(1)

COV mg/Nm3 150

Metales Pesados Totales mg/Nm3 1,5

H2S mg/Nm3 10(2)

COS + CS2 mg/Nm3 3

Amoniaco mg/Nm3 30

Notas: 1. El valor mínimo para las plantas de >100 MWth o equivalente; el valor máximo para las plantas de <100 MWth o equivalente. 2. Emisiones procedentes de unidades Claus (Austria, Bélgica, Alemania). - Los niveles de emisiones de proceso se revisarán teniendo en cuenta las emisiones originadas por la actividad para lograr el menor índice global de emisiones en las instalaciones. - Gas seco 15% O2

Cuadro 3. Consumo de recursos y energía

Parámetro Unidad Valor de referencia de la industria

Electricidad Consumo de electricidad en plantas de transformación de carbón en líquido

MWhr/ Tonelada métrica de productos licuados del carbón

0,05 – 0,1

Consumo de electricidad de las plantas de metanol

MWhr/Tonelada métrica de metanol 0,07

Cuadro 2. Niveles de efluentes para las plantas de procesamiento de carbón

Contaminante Unidad Valor de referencia

pH 6 - 9

DBO5 mg/l 30

DQO mg/l 150 (40 agua de refrigeración)

Nitrógeno amoniacal (como N) mg/L 5

Total de nitrógeno mg/L 10

Total de fósforo mg/L 2

Sulfuro mg/l 1

Aceite y grasa mg/l 10

Sólidos suspendidos totales mg/L 35

Total de metales mg/L 3

Cadmio mg/L 0,1

Cromo (total) mg/L 0,5

Cromo (hexavalente) mg/l 0,1

Cobre mg/l 0,5

Cobalto mg/l 0,5

Cinc mg/l 1

Plomo mg/l 0,5

Hierro mg/l 3

Níquel mg/l 1

Mercurio mg/l 0,02

Vanadio mg/l 1

Manganeso mg/l 2

Fenol mg/l 0,5

Cianuro mg/l 0,5





Cuadro 4. Generación de emisiones y residuos(1)

Parámetro Unidad

Valor de referencia de la industria

SO2 g/Nm3 de gas sintético

0,3 – 0,5

SO2 (Carbón-Metanol-Gasolina)(4)

toneladas/día 6-14

SO2 (Fischer-Tropsch)(4) toneladas/día 9-14

NOX g/Nm3 de gas sintético

0,35-0,6

NOX (Carbón-Metanol-Gasolina)(4)

toneladas/día 5-15,5

NOX (Fischer-Tropsch)(4) toneladas/día 5-23,6

MP10 g/Nm3 de gas sintético

0,12

Partículas (Carbón-Metanol-Gasolina)(4)

toneladas/día 0,5-7,5

Partículas (Fischer-Tropsch)(4) toneladas/día 1-6

CO2(2)(3) kg/kg de carbón 1,5

CO2 (Carbón-Metanol-Gasolina y Fischer-Tropsch)(4)

toneladas/día 21.000

Amoniaco g/Nm3 de gas sintético

0,004

Residuos sólidos (ceniza, escoria y sulfuro)(2)

kg/tonelada de carbón

50 – 200

Notas:

1. Producción: 1.300 – 1.500 Nm3 de gas sintético de carbón 2. Dependiendo del grado y calidad del carbón; calculado para un GHP = 30 GJ/kg 3. Sin captura y almacenamiento de carbono (CCS) 4. Referencia: Edgar, T.F. (1983). Para una planta de licuefacción de carbón de 50.000 bbl/día

2.2 Desempeño de la higiene y la seguridad ocupacional

Guía sobre higiene y seguridad ocupacional

Para evaluar el desempeño en materia de higiene y seguridad

ocupacional deben utilizarse las guías sobre exposición que se

publican en el ámbito internacional, entre ellas: las guías sobre

la concentración máxima admisible de exposición profesional

(TLV®) y los índices biológicos de exposición (BEIs®)

publicados por la American Conference of Governmental

Industrial Hygienists (ACGIH)12, la Guía de bolsillo sobre

riesgos químicos publicada por el Instituto Nacional de Higiene

y Seguridad del Trabajo de los Estados Unidos (NIOSH)13, los

límites permisibles de exposición publicados por la

Administración de Seguridad e Higiene en el Trabajo de los

Estados Unidos (OSHA)14, los valores límite indicativos de

exposición profesional publicados por los Estados miembros de

la Unión Europea15, u otras fuentes similares.

Tasas de accidentes y letalidad

Deben adoptarse medidas para reducir a cero el número de

accidentes entre los trabajadores del proyecto (sean empleados

directos o personal subcontratado), especialmente los

accidentes que pueden causar una pérdida de horas de trabajo,

diversos niveles de discapacidad o incluso la muerte. Como

punto de referencia para evaluar las tasas del proyecto puede

utilizarse el desempeño de instalaciones en este sector en

países desarrollados, que se obtiene consultando las fuentes

publicadas (por ejemplo, a través de la Oficina de Estadísticas

Laborales de los Estados Unidos y el Comité Ejecutivo de Salud

y Seguridad del Reino Unido)16.

Seguimiento de la higiene y la seguridad ocupacional

Es preciso realizar un seguimiento de los riesgos que pueden

correr los trabajadores en el entorno laboral del proyecto

concreto. Las actividades de seguimiento deben ser diseñadas

12 Disponible en http://www.acgih.org/TLV/ y http://www.acgih.org/store/ 13 Disponible en http://www.cdc.gov/niosh/npg/ 14 Disponible en ttp://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=STANDA

RDS&p_id=9992 15 Disponible en http://europe.osha.eu.int/good_practice/risks/ds/oel/ 16 Disponible en: ttp://www.bls.gov/iif/ and http://www.hse.gov.uk/statistics/index.htm





y realizadas por profesionales acreditados17 como parte de un

programa de seguimiento de la higiene y la seguridad en el

trabajo. En las instalaciones, además, debe llevarse un registro

de los accidentes y enfermedades laborales así como de los

sucesos y accidentes peligrosos. Las Guías generales sobre


adicionales sobre los programas de seguimiento de la higiene y

la seguridad en el trabajo.

17 Los profesionales acreditados pueden incluir higienistas industriales

certificados, higienistas ocupacionales diplomados o profesionales de la seguridad certificados o su equivalente.





3.0 Referencias y fuentes adicionalesAdministración del Uso Coordinado de la Atmósfera de los Estados del Nordeste (NESCAUM). 2003. Mercury Emissions from Coal -Fired Power Plants: The Case for Regulatory Action. Octubre de 2003. Boston, MA: NESCAUM

Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA). 2005. 40 CFR Part 60, Standards of Performance for New and Existing Stationary Sources: Electric Utility Steam Generating Units, Clean Air Mercury Rule. Washington, DC: US EPA.

Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA). 2004. Standard 120: Standard for Fire Prevention and Control in Coal Mines. 2004 Edition. Quincy, MA: NFPA.

Asociación Nacional de Proteccion contra Incendios. NFPA. 2003. Standard 30: Flammable and Combustible Liquids Code. 2003 Edition. Quincy, MA: NFPA.

Asociación Nacional de Proteccion contra Incendios. NFPA. 2000. Standard 850: Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Stations. 2000 Edition. Quincy, MA: NFPA. Comisión Europea. 2006. Oficina Europea de Prevención y Control Integrados de la Contaminación (EIPPCB). Documento de referencia sobre las mejores técnicas disponibles (BAT, por sus siglas en inglés) para las grandes instalaciones de combustión. Julio de 2006. Sevilla, España: EIPPCB. Disponible en www.eper-es.es/data/docs/Fondo%20documental/Tratamientodesuperficies__A2D2-4DEA-920B-056A36BF8CC1.pdf

Comisión Europea. 2003. Oficina Europea de Prevención y Control Integrados de la Contaminación (EIPPCB). Documento de referencia sobre las mejores técnicas disponibles (BAT, por sus siglas en inglés ) en la industria de refino de petróleo y gas. Febrero de 2003. Sevilla, España: EIPPCB. Disponible en www.eper-es.es/data/docs/Fondo%20documental/Tratamientodesuperficies__A2D2-4DEA-920B-056A36BF8CC1.pdf

Congreso de Estados Unidos. 2005. Ley de Cielos Claros de 2005. (Inhofe, S.131 in 109th Congress). Washington, DC: Biblioteca del Congreso. Disponible en yosemite.epa.gov/.../b1ab9f485b098972852562e7004dc686/662090946df0ebe285256c0f00493bd2?

Edgar, T.F. 1983. Coal Processing and Pollution Control. Houston: Gulf Publishing Company.

European Bank for Reconstruction and Development (EBRD). Sub-sectoral Environmental Guidelines: Coal Processing. Londres: EBRD. Disponible en http://www.ebrd.com

German Federal Ministry of the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety (BMU). 2002. First General Administrative Regulation Pertaining to the Federal Emission Control Act (Technical Instructions on Air Quality Control – TA Luft). Bonn: BMU. Disponible en http://www.bmu.de/english/air_pollution_control/ta_luft/doc/36958.php

Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC). 2006. Informe especial sobre captura y almacenamiento de dióxido de carbono, Marzo de 2006. Ginebra: IPCC.

Kirk-Othmer, R.E. 2006. Encyclopedia of Chemical Technology. 5th Edition. New York: John Wiley and Sons Ltd.

Lockhart, N. 2002. Advances in Coal Preparation. Londres: World Energy Council. Disponible en http://www.worldenergy.org/wec-geis/publications/default/tech_papers/17th_congress/1_2_02.asp

Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2005. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. Disponible en http://www.wiley-vch.de/vch/software/ullmann/index.php?page=home

University of New Hampshire Recycled Materials Resource Center (RMRC). Coal Bottom Ash/Boiler Slag. Disponible en http://www.rmrc.unh.edu/

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US EPA. 40 CFR Part 434—Coal Mining Point Source Category BPT, BAT, BCT Limitations and New Source Performance Standards. Washington, DC: US EPA.

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http://www.worldenergy.org/wec-geis/publications/default/tech_papers/17th_congress/1_2_02.asp


http://www.wiley-vch.de/vch/software/ullmann/index.php?page=home

http://www.wiley-vch.de/vch/software/ullmann/index.php?page=home

http://www.rmrc.unh.edu/






Anexo A: Descripción general de las actividades de la industria El procesamiento del carbón para su transformación en

sustancias químicas gaseosas o líquidas, incluido el carburante,

consta de los siguientes procesos e instalaciones auxiliares:

La gasificación del carbón en gas sintético – SynGas (CO

+ H2)

La licuefacción indirecta, (es decir, la síntesis Fischer -

Tropsch de carburante para automóviles (gasolina y gasoil)

a partir de gas sintético)


El amoniaco obtenido a partir de gas sintético

El metanol a partir de gas sintético

La licuefacción directa (es decir, la licuefacción del carbón

mediante hidrogenación directa)

Carbón

El carbón es uno de los recursos energéticos más abundantes

en el mundo y su uso tiende a crecer a medida que surgen

tecnologías para eliminar los gases efecto invernadero,

principalmente el CO2. El carbón puede adoptar una amplia

gama de formas y calidades. El grado de transformación de la

materia en la planta o carbonificación se denomina “grado”. El

carbón pardo o lignito, el carbón subbituminoso, el carbón

bituminoso y la antracita representan los distintos grados con un

creciente contenido en carbón. El Cuadro A.1. muestra la

clasificación de la American Society for Testing and Materials

(ASTM)18.

El carbón con menos del 69 por ciento de carbón fijo se clasifica

según su Potencia Calorífica Bruta (PCB):

18 Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 5ª edición (2006).

Bituminoso cuando la PCB > 24.400 kilojulios por

kilogramo (kJ/kg), aglomerante

Subbituminoso cuando 19.300 kJ/kg<PCB<26.700 kJ/kg,

no aglomerante

Lignítico cuando 14.600 kJ/kg<PCB<19.300 kJ/kg, no

aglomerante

Para el comercio internacional y dentro de la Unión Europea se

han acordado distintos sistemas de clasificación para la hulla, el

carbón pardo y el lignito.

Las impurezas en los carbones, principalmente sulfuro,

nitrógeno y ceniza, explican las diferencias en calidad. Los

carbones más comerciales tienen una concentración entre el

0,5 – 4,0 de azufre, presente en forma de sulfato, pirita y azufre

orgánico. El contenido en nitrógeno suele oscilar entre el 0,5 –

2,0 por ciento. Dado que el nitrógeno se fija sobre todo a las

moléculas orgánicas, no puede eliminarse físicamente. La

ceniza de carbón proviene del contenido mineral del carbón

después de su combustión o utilización. Las cenizas del carbón

pueden contener restos de arsénico, berilio, cadmio, cromo,

cobre, flúor, plomo, manganeso y mercurio.

Cuadro A.1. Clasificación del carbón según la ASTM

Carbón fijo(1)

(%)

Materia volátil(1)

(%) min max min max

Meta-antracita 98 2 Antracita 92 98 2 8

Antracítico No aglomerante Semiantracita 86 92 8 14

Volatilidad baja 78 86 14 22 Volatilidad media 69 78 22 31

Bituminoso Normalmente aglomerante Volatilidad alta 69 31 Notas: (1) Base seca y libre de minerales





Gasificación del carbón

El tamaño de las plantas de gasificación del carbón varía

considerablemente dependiendo del destino final del gas

sintético producido. Durante la fabricación química, la

capacidad de diseño suele basarse en una tasa de alimentación

de 1.500-2.000 toneladas al día (t/d) de carbón. La capacidad

puede ser mayor, sobre todo en el caso de la producción de

metanol. En la producción de combustible líquido, las

instalaciones existentes utilizan 120.000 t/d (cerca de 40

megatoneladas al año (Mt/a)) de carbón para producir 160.000

barriles al día (b/d) (cerca de 10 Mt/a) equivalentes de petróleo

de combustible líquido.

Logística y preparación del carbón

Las grandes plantas de licuefacción de carbón suelen estar

situadas cerca de las minas de carbón y comparten zonas e

instalaciones de almacenamiento. El carbón suele suministrarse

por medio de cintas transportadoras a las cubas, tolvas y

compuertas en la planta. Las plantas más pequeñas pueden

ubicarse lejos de las minas. En este caso, el carbón se

transporta por ferrocarril, barcazas o canalizaciones para los

lodos de carbón y se almacena en escombreras. Normalmente,

es necesario preparar el carbón antes de su envío y utilización,

dependiendo de las características de la mina y el carbón y de

la tecnología de extracción19. Las Guías generales sobre

medio ambiente, salud y seguridad para la explotación de

minas describen el proceso de preparación del carbón. Antes

de su utilización, el carbón almacenado en las instalaciones de

procesamiento de carbón adopta los estados físicos necesarios

para el reactor de producción de gas sintético, que difieren

según la tecnología de producción del gas sintético. Las

operaciones normales incluyen el secado del carbón y su

reducción de tamaño (trituración, molturación o pulverización).

19 Lockhart, N., World Energy Council. Advances in Coal Preparation (2002).

Instalaciones de producción de gas sintético

La gasificación del carbón consiste en la reacción del carbón al

oxígeno, el vapor y el dióxido de carbono para formar un

producto gaseoso (el gas sintético) que contiene hidrógeno y

monóxido de carbono. Básicamente, la gasificación consiste en

la combustión incompleta en un ambiente reductor. La principal

diferencia operativa respecto a la combustión completa del

carbón es que la gasificación consume calor producido durante

la combustión. En el ambiente reductor de la gasificación, el

azufre en el carbón se libera como sulfuro de hidrógeno en vez

de dióxido de azufre, y el nitrógeno en el carbón se convierte

principalmente en amoniaco en lugar de óxidos de nitrógeno.

Estas formas reducidas de azufre y nitrógeno se pueden aislar,

captar y utilizar fácilmente.

Dependiendo del tipo de gasificador y de las condiciones

operativas, la gasificación puede emplearse para producir un

gas sintético ideal para una variedad de aplicaciones. El Gráfico

A.1. muestra una versión simplificada del proceso de

gasificación.

El carbón preparado se gasifica con oxígeno y vapor.

Dependiendo del tipo concreto de gasificador, el gas sintético

procedente del reactor puede enfriarse y refrigerarse y el calor

se recupera como vapor de alta presión. La ceniza se recupera

del fondo del reactor junto con el alquitrán, ya sea sólido o en

ceniza (dependiendo del proceso). El gas sintético se mezcla

con vapor y suministra al reactor de conversión para ajustar el

coeficiente de H2/CO al valor exigido. El gas sintético se purifica

a continuación de H2S, CO2, COS, NH3, HCN para cumplir con

las especificaciones exigidas. Se utilizan tres clases principales

de reactores de gasificación: reactores de lecho fijo, reactores

de lecho fluidizado y reactores de flujo laminar.





Reactores de lecho fijo

Los primeros reactores fueron los gasificadores de lecho fijo a

contracorriente. Durante este proceso, el aire y el vapor se

introducen en el fondo y viajan hacia arriba a través de un lecho

de carbón. El carbón se suministra a la superficie del lecho y

viaja hacia abajo a contracorriente hasta el flujo de gases. Los

lechos fijos tienen varias ventajas. El flujo ascendente de gases

calientes procedentes de la zona de combustión precalienta el

carbón, lo que mejora la eficiencia calórica. La conversión de

carbones de alto grado se logra mediante la corriente continua

de sólidos a través de las zonas de gasificación y combustión, y

los tiempos de permanencia relativamente prolongados del

combustible en el reactor. El gas resultante sale a temperaturas

relativamente bajas y sin sólidos contaminantes. No obstante, la

posible presencia de aceite y alquitrán podría provocar la

incrustación de los equipos aguas abajo.

El inconveniente de los gasificadores de lecho fijo es su

incapacidad para procesar los carbones aglutinantes (por

ejemplo, carbón de grado bituminoso), que tienden a hincharse

y aglutinarse al contacto con el calor. Estos carbones pueden

perturbar los flujos de gases y sólidos, lo que resulta en un fallo

del proceso.

Reactores de lecho fluidizado

Los gasificadores de lecho fluidizado ofrecen una mejor mezcla

y uniformidad en las temperaturas, lo que permite al oxígeno

reaccionar con los productos de la desvolatilización. En los

gasificadores de lecho fluidizados secos, las temperaturas

deben mantenerse por debajo del punto de fusión de la ceniza,

lo que conduce a la transformación incompleta del carbón en

los carbones no reactivos. Los gasificadores de ceniza

aglutinante operan a temperaturas superiores (hasta 1.150 °C),

próximas al punto de reblandecimiento de ceniza, lo que mejora

la transformación del carbón y la gasificación de carbones de

alto grado y carbones aglutinantes. Las temperaturas más altas

aumentan los índices de gasificación, la producción de carbón y

la eficiencia. La principal ventaja de los gasificadores de lecho

fluido es la flexibilidad para utilizar carbones aglutinantes, así

como carbones de baja calidad y alto contenido en ceniza.

Además, los gasificadores de lecho fluido pueden funcionar con

una amplia gama de cargas operativas o productos sin sufrir por

ello una merma en la eficiencia del proceso.

Reactores de flujo laminar

En estos reactores, los gasificadores pueden ser de dosificación

de sustancias en seco, presurizados, de soplado con oxígeno y

de escorificación. El carbón se seca y pulveriza hasta lograr

partículas de un diámetro < 0,1 mm antes de transportarse al

gasificador con ayuda de un gas, normalmente nitrógeno. El

carbón, el oxígeno y el vapor entran en el gasificador a través

de quemadores horizontalmente opuestos. El gas de

combustión bruto se produce a partir de reacciones de

gasificación a altas temperaturas y fluye hacia arriba. Contiene

algunas partículas en suspensión compuestas de ceniza y

pequeñas cantidades de carbón puro.

El reactor a altas temperaturas convierte la ceniza restante en

escoria líquida que fluye por las paredes del gasificador y pasa

a un baño de enfriamiento de escoria. El gas combustible bruto

puede enfriarse al salir del reactor con gas combustible

refrigerado y reciclado para reducir la temperatura por debajo

del punto de fusión de la ceniza e impedir la entrada de sólidos

viscosos en el refrigerador de gases combustibles brutos. El

refrigerador de gas bruto enfría aún más el gas y genera un

vapor de alta presión que se suministra al ciclo de vapor. Los

sólidos recuperados gracias a los filtros de partículas se

reciclan para devolver al reactor. Este tipo de reactores puede

manejar con facilidad los carbones de cualquier grado.





Licuefacción indirecta del carbón

Producción de hidrocarburos líquidos

Los procesos F-T pueden emplearse para producir un petróleo

crudo sintético ligero (crudo sintético) y olefinas ligeras, o

hidrocarburos parafínicos pesados. El crudo sintético puede

refinarse para obtener gasolina y gasoil, y los hidrocarburos

pesados para conseguir parafinas específicas o, cuando se

descompone por hidrogenación y/o se isomeriza, puede

utilizarse para producir gasoil, aceites lubricantes y nafta, una

materia prima empleada para descomponer las olefinas. Se

emplean catalizadores de hierro a base de potasio y cobre.

Para la reacción F-T suelen emplearse reactores de baja

temperatura (LTFT, reactores de lecho fluidizado) y reactores

de alta temperatura (HTFT, reactores de lecho fluido).

Los reactores de lecho fluido consisten en un depósito que

contiene una parafina fluida derivada del proceso e incluye un

catalizador. Las burbujas de gas sintético se introducen en el

lecho fluido a temperaturas que oscilan entre los 220 y 250°C y

2,5–4,5 megapascales (MPa) y se transforman en

hidrocarburos. El calor generado pasa del lecho fluido a los

serpentines de enfriamiento dentro del reactor para generar

vapor de agua. Los hidrocarburos ligeros, que se encuentran en

la fase de vapor, se retiran de la superficie libre situada sobre el

reactor junto con los agentes reactivos no convertidos y se

condensan en un tren de condensación. Los hidrocarburos

líquidos más pesados se mezclan con los lodos de carbón para

eliminarse a continuación mediante un proceso de separación

de sólidos.

Los reactores de lecho fluido consisten en un tanque que

contiene un lecho fluidizado y un catalizador de hierro reducido.

Las burbujas de gas sintético se canalizan por el lecho

mediante un distribuidor de gas donde se convierte

catalíticamente en hidrocarburos que, en condiciones de

proceso de alrededor de 340°C y 2,5 MPa, se hallan en la fase

de vapor. Los productos y gases sin convertir abandonan el

reactor a través de ciclones internos.

Alquilación

El objetivo de la alquilación es producir carburante de alta

calidad. El término alquilación se emplea para describir la

reacción de las olefinas con el isobutano para formar

isoparafinas de peso molecular superior con un elevado índice

de octano. El proceso implica unas condiciones de reacción a

bajas temperaturas en presencia de ácidos fuertes (ácido

fluorhídrico (HF) o ácido sulfúrico (H2SO4)).

Isomerización

La isomerización se utiliza para alterar la ordenación molecular

sin afectar a la composición de la molécula original. Las

parafinas de reducido peso molecular (C5 – C6) se transforman

en isoparafinas con un índice de octano muy superior. En la

actualidad se emplean tres clases distintas de catalizadores en

este proceso: alúmina clorada, zeolita y circonia sulfatada.

Desintegración catalítica

La desintegración se emplea para transformar hidrocarburos

más pesados en otros más valiosos de menor punto de

ebullición. El proceso precisa de calor y de un catalizador para

descomponer las moléculas de hidrocarburo de mayor tamaño

en otras más pequeñas y ligeras. Las unidades de

desintegración catalítica de fluido (FCC) más frecuentemente

empleadas se dividen en tres secciones: Una sección de

reactor–regenerador que consta a su vez de un ventilador de

aire y una caldera de recuperación; la principal sección de

fraccionamiento, que se compone de un compresor de gas

húmedo; y la estación de gas no saturado. Durante el proceso

de FCC, el aceite y el vapor de aceite precalentado a 250-





425°C se pone en contacto con el catalizador caliente (zeolita)

a aproximadamente 680–730°C de temperatura en el reactor de

lecho transportado. Para mejorar la vaporización y la posterior

desintegración, el material se atomiza con vapor. El proceso de

desintegración se produce a temperaturas que oscilan entre los

500 y 540°C y presiones de 1,5-2,0 bares. La mayor parte de

los catalizadores empleados para la desintegración son zeolitas

ayudados por silicato amorfo de alúmina con metales.

Hidrogenación con compuestos oxigenados

En este proceso se hidrogenan los compuestos oxigenados en

una mezcla de alcohol.

Producción de amoniaco

Las plantas de producción de amoniaco (NH3) pueden

constituirse en unidades independientes o integrarse con otras

plantas, normalmente dedicadas a la producción de urea y

metanol. La producción de hidrógeno y / o monóxido de

carbono también puede integrarse con las plantas de

fabricación de amoniaco. El amoniaco resulta de la reacción

exotérmica del hidrógeno y el nitrógeno. Esta reacción se lleva

a cabo en presencia de catalizadores de óxidos metálicos a

altas presiones. La fuente de materia prima del nitrógeno es el

aire en la atmósfera y puede emplearse en estado natural como

aire comprimido o nitrógeno puro generado por una unidad de

separación de aire. El hidrógeno puede encontrarse en varias

fuentes, incluido el gas natural, el crudo, la nafta o los gases

residuales procedentes del procesamiento de carbón.

El proceso de producción de amoniaco a partir del gas sintético

consta de las siguientes fases: la eliminación de restos de

azufre en la materia prima; el reformado primario y secundario;

la conversión del monóxido de carbono; la eliminación de

dióxido de carbono; la metanización; la compresión; la síntesis

del amoniaco; y la refrigeración del producto de amoniaco. El

carbón se elimina en forma de dióxido de carbono concentrado

(CO2), que puede emplearse en la fabricación de urea y otros

usos industriales para evitar su vertido en la atmósfera. Los

catalizadores utilizados en el proceso pueden contener cobalto,

molibdeno, níquel, óxido de hierro / óxido de cromo, óxido de

cobre / óxido de cinc y hierro.

Los dos procesos no convencionales son: añadir más aire de

proceso al reformado secundario mediante la eliminación

criogénica del exceso de nitrógeno; y el intercambio de calor del

reformado autotérmico. Este último proceso tiene algunas

ventajas ambientales, ya que puede prescindirse del reformado

primario y permite consumir menos energía.

Producción de metanol

Normalmente, la síntesis del metanol consiste en la reacción, el

reciclado de gases y la purificación. Durante la fase de

reacción, el monóxido de carbón y el hidrógeno reaccionan a

alrededor de los 250°C y 50-80 bares en presencia de un

catalizador de cobre para producir metanol. Los reactores

comercialmente disponibles incluyen los de tipo tubular de lecho

fijo o los radiales adiabáticos de varios lechos. El metanol se

condensa aguas abajo del reactor y el gas sin convertir se

recicla en la unidad de producción de gas sintético. La sección

de purificación está compuesta por dos torres de

fraccionamiento donde las fracciones ligeras y pesadas

(alcoholes de alto peso molecular) se eliminan del metanol

producido. Suelen recuperarse las fracciones ligeras como gas

combustible. Las fracciones pesadas suelen quemarse en una

caldera de vapor mediante un quemador dedicado.

Licuefacción directa del carbón

Muchos países han dedicado esfuerzos a la investigación y el

desarrollo de la licuefacción directa del carbón. La mayoría de

los procesos en curso se basan en la hidrogenación catalítica





de carbón disperso y parcialmente disuelto en un disolvente

orgánico. La reacción depende enormemente del grado, calidad

y envejecimiento de carbón. Para carbones de grado bajo,

mezclas de agua, hidrógeno y CO (gas sintético) son los

agentes de hidrogenación más eficaces. La contaminación del

catalizador con las impurezas del carbón constituye un

problema, junto con el tratamiento de aguas residuales. Las

grandes plantas piloto y de demostración han funcionado

correctamente.




Gráfico A.1: Diagrama esquemático de la gasificación del carbón

Carbón

Preparación del carbón

Unidad de separación

de aire

Oxígeno Vapor

Gasificación Cenizas

y


Gas de ventilación

AireGas sintético

bruto

Refrigerador

Conversión agua-gas

Purificación del gas sintético

Oxidación del ácido

sulfhídrico

alquitrán

AP-BFW Vapor AP

Vapor

Azufre Aguas residuales

Nitrógeno

Gas sintético

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